微能源系统是以分布式可控电源为支撑,聚合多种可再生能源和多类能源供应需求的微型多能联供系统。基于多能互补与能源梯级利用技术,微能源系统能够实现供能的节能高效与清洁环保,是构建新一代可持续能源电力系统的重要选择。与此同时,随着我国电力体制改革的不断推进,以市场化交易机制促进能源电力行业进一步发展亦成为必然趋势。在能源市场放松管制与能源产业变革的双重推动下,各类型能源系统逐步由物理网络的交互发展到多重市场的耦合。而微能源系统作为连接不同能源网络的重要枢纽,在运行过程中应当对市场环境加以考虑,通过内部运行策略和外部市场行为的协同优化,保证在多重市场共同作用下自身的供能安全与经济高效。基于上述背景,本文围绕参与区域多类型能源市场的微能源系统的优化运行问题展开研究。本文主要研究工作如下所示:针对微能源系统的运营模式进行了梳理与建模。首先,基于微能源系统物理运行架构,分析了市场环境下微能源系统的商业运营模式,明确了该模式中的各方利益主体以及微能源系统的盈利手段;其次,对于微能源系统运行过程中所涉及到的各类能源转换装置,以及区域配电网络和区域燃气网络进行了数学建模,为研究多类型能源市场环境下的微能源系统的优化运行问题奠定了基础。针对参与配电侧电力市场的微能源系统优化运行问题,提出了微能源系统基于按报价支付机制参与配电侧电力市场的方法,建立了考虑配电侧电力市场出清过程的微能源系统双层优化运行模型。所提模型计及了微能源系统与区域配电网的不对称市场竞争关系,微能源系统通过在确定自身运行策略时,同时考虑配电系统运营商的决策过程,从而实现内部调度方案和外部报价策略的联合优化。通过将双层优化模型转化为单层优化问题,对其进行线性化后实现求解。以第二章中所构建的微能源系统架构与IEEE33节点配电网组成算例系统,验证了所提模型的有效性,分析了不同交易模式对微能源系统与区域配电网运行费用的影响,以及不同场景下微能源系统报价行为的变化趋势。针对多类型能源市场环境下的微能源系统优化运行问题,构建了电力-燃气市场耦合运行框架,以第三章的微能源系统双层优化运行模型为基础,继续引入下层区域燃气市场出清模型,模拟天然气市场价格形成过程。采用分段线性化方法对天然气管道流量方程进行线性化后,在第三章算例模型的基础上,通过加入改进的比利时20节点天然气系统进行算例仿真与模拟,分析了微能源系统同时受电价和气价信号作用下的运行成本和运行策略变化趋势。算例结果表明,微能源系统可以对不同市场中能源价格信号波动做出灵活反映,从而保证系统经济安全运行。针对微能源系统中燃气式供能设备的参数灵敏度分析表明,选定合理装机容量对于系统的运行经济性至关重要。